刘伟民 尖峰眼科
《视知觉感知及知觉学习》
第一节 知觉学习
一 什么是知觉学习
“知觉学习理论”目前广泛应用于临床视觉评价和视觉治疗领域的研究。
知觉学习（perceptual learning）是个体从周围环境获取信息的一种能力，是练习与生理成熟相互作用的结果。
神经生理学研究发现（Zhou YF et al. 2006），知觉学习表现为神经器质的可塑性；
心理进程研究发现（Levi DM et al. 1997），知觉学习表现为提取信息的能力和提取信息的效率提高；
知觉发展的研究发现，知觉学习是个体知觉所进行的一种相对长期的改变。因此，知觉学习涉及到认知心理学、心理物理学、神经生理学等许多交叉学科，是近期视觉科学研究的一个热点。
Manfred和Poggio认为知觉学习是通过不同感官的自主学习来修改相对固定的感官体验（包括感觉和行为）的过程，该过程会导致大脑初级功能感觉皮层的结构与形式产生变化（Manfred and Poggio 2002）。
Manfred同时指出知觉学习不同于其他的具体形式的学习，因为它可以包括一些特别的任务和刺激。
事实上知觉学习系统行为研究的第一个领域是“熟能生巧”，根据最早的记载报告，在19世纪中叶，知觉学习被用来训练人类触觉的最小感知范围——测试被试者所能感觉的自己皮肤被触碰的两点之间的最小距离。该研究发现，经过数天的触碰训练，被试者的可察觉距离（Just Noticeable Difference）显著减小，同时精确性提高，通过该项研究所发现的神经机理，今天仍然是知觉学习领域所热衷讨论的问题。
在早期研究中，知觉学习的机制被归因于大脑更高层次的分类训练，该分类导致最初功能皮层的带有模糊性的差异在经过训练后得以逐渐明确显现（Watanabe and Sasaki 2001）。
Karni和Sagi对视觉搜索任务学习时程的研究指出知觉学习可分为快速与慢速两个不同的过程（Karni and Sagi 1993）。
Kiran和Bertini （Kiran and Bertini，1997）认为，快速过程可类比于感受野的快速调制（Gilbert 1994，Kapadia et al. 1994），而慢速过程则需要依赖突触巩固（Dudai，1996）。
知觉学习涉及到许多视觉任务，如位置辨认、栅条觉察、质地检测、轮廓觉察、立体视觉等；
知觉学习的特殊作用可以表现在位置辨别、视网膜方向定位、固定起始眼等多方面（Poggio et al. 1988）。
学习效应有时候并不由单纯刺激驱动，同时还有复杂刺激的作用，简单的视觉任务可以直接作为单纯视觉刺激而进行研究训练，而相对复杂的刺激，一般认为是将其分解单纯刺激，然后研究刺激之间的关系。
通过知觉学习，许多视觉功能，如对比度察觉、方向辨别、游标视力、深度感知、运动感知等，都能够表现出特异性的提高（Patrick et al. 2008）。
二 知觉学习的位点 （略）
三 知觉学习的神经机制
由于科学界低估了后天知觉学习对先天认知功能的影响，知觉学习的研究在上世纪50年代到80年代基本处于停滞状态。
80年代后期，Merzenich 和Kaas研究发现，尽管随着年龄增长，大脑神经可塑性变小，但是在成长的关键期（一般指8岁）结束之前，当受到外界大幅度刺激时，部分感官领域仍然还可以进行修改（Merzenich et al. 1993）。
最近，Fahle注意到，成年动物大脑的皮质层仍然是高度动态的，可以不断适应新的环境，满足新的需求（Fahle 1994）。
最近广泛采用的是将实验室研究的学习方式转化为电脑训练的方法，这种做法在改变视觉信息方面有显著成果。
2008年，Achtman、Green和 Bavelierr采用了视频游戏来研究视觉技能（Achtman et al. 2008），结果表明这种知觉学习方法能够提高受试者的认知能力。对于不同的视觉缺损，可以采用多样的刺激来进行针对性的训练，从而获得有效的学习成果，包括“改善手眼协调（Griffith et al. 1983）”，增加“中心凹注视稳定（Green and Bavelier 2006）”，增强“空间感知能力（Sims and Mayer 2002）”，提高“视觉注意力（Greenfield et al. 1994）”和获得“更快的反应时间（Siehl et al. 2005）。”
四 知觉学习与大脑可塑性
在很多不同的任务阈里，人们用大范围视觉判断来证明知觉学习的效果，这些任务包括对条栅的鉴别或辨别、对刺激物朝向的判断、对运动方向的辨别、对质地的辨别、对随机点立体图的感知时间和立体视能力、游标任务等。
大脑的可塑性与神经系统适应条件改变的能力有关，可塑性有时会发生在脑外伤或者中风后，但大多数是发生在掌握新技能的过程中。
大脑可塑性已经在许多基础任务中证实了，证据指出了在重复执行训练的过程中，人的大脑皮层会有生理方面的改变。一些研究表明神经交互的可塑性来源于提高视觉功能的特定视觉任务的重复出现（Rakic 2002，Buonomano and Dean 1998，Frost et al. 2003）。
对于正常视力的受试者，包括猴子，可以观察到激活性交互范围的增加，同时有活性的贯穿于重复行为始末的特殊链接被改变，从而引起视觉行为的提升，这些提升能够保持很长一段时间。这些研究表明了视皮层“行为依赖”的可塑性。
五 知觉学习对提高视觉表现的作用
知觉学习通过构建知觉决策模板对大脑皮层的修复起作用。
知觉决策模板代表了大脑的空间地图，它揭示了低级空间滤波器是如何校准、加权和整合位置定位功能的（Dennis et al. 2009）。
在知觉学习前的异常模板反映了弱视视觉空间扭曲和视觉拥挤的本质行为，知觉学习需要通过模板的重调而产生更为有效的采样，该过程反映了大脑是如何从低级视觉机制中更有效的使用空间信息，然后根据校准神经的反馈进行工作。
视觉信息缺损患者的视觉系统知觉决策模板可通过重复训练来进行调整，这样，弱视脑的神经链接就成为可调节的。
研究表明轻度弱视者没有显示任何模板效率的提高，是因为它们已经有很高效率，没多少提升空间。
知觉学习效果的时间常量依赖于弱视程度。一些患者需要多于50小时才到达平台。Levi等人用相对位置辨别做了一个实验，结果显示一般重度弱视者在50小时训练后到达一个平台，轻度弱视者则进步较快。
因此在学习中，年龄与弱视程度相比，并不是重要元素（Levi et al. 2003）。
知觉学习主要可以改变视觉信息缺损患者大脑皮层感应区的以下三个方面（Poggio et al. 1988）：（1）减少空间扭曲（减少内部位置噪声）；（2）增强刺激物信息的提取能力（增强采样效率）；（3）知觉决策模板或“知觉野”的重调。
图示：知觉学习的有效性
证明：知觉学习在很大范围的任务中都能提高视觉表现，包括：位置辨别、空间交互、对比度察觉、字母辨认等。
通过知觉学习的训练，患者对视觉任务会产生熟练技巧，从而使视觉系统得到重建，这样可以达到两个效应：
（1）提高视觉系统的功能，如：提高视觉信息缺损患者的视力；
（2）提高视觉功能的使用效率，如：提高成人视觉信息缺损患者的实际视觉质量。
第二节 视觉信息加工
视觉信息加工是指视觉信息从眼睛传入大脑，经过一系列的复杂的处理叠加，最终在大脑中得到反应的过程。如果信息加工在发育关键期受到视觉不正常信息输入的影响而出现异常情况，就会出现视觉信息加工缺损。
视觉信息是人和一些动物最敏感的信号之一，在人类所获得的整个信息中，大约有80-90％来自视觉信息，因此视觉信息加工缺损的研究具有非常重要的地位。
近年来，随着脑科学、信息科学的发展，将人脑的信息处理与信号通讯理论结合的大脑信息加工方式已经成为神经生物学和心理物理学的重要的研究方向。
现代脑科学表明，大脑功能的优劣的本质就是大脑处理信息能力效率的高低。视觉是大脑的基本功能。
视觉信息加工模式的研究，对揭示大脑的奥秘有着极其重要的意义和作用，视觉信息缺损是视功能研究重要的切入点，例如，通过对色盲的研究，人们找到了大脑皮层负责处理颜色信息的专化区V4 （visual cortex 4）；通过运动辨识缺失症，认识了大脑皮层中的走向选择细胞。
一 视觉空间感知
低视力患者普遍存在空间视觉缺损（Bradley and Freeman 1951，Hess 1979， Harwerth and Levi 1980，Levi and Harwerth 1977）。主要包括包括：视锐度、空间对比敏感度、空间定位等。
1 视锐度
目前主要使用视锐度作为判别视力的主要标准。视锐度通常有三种不同的评价方法：
（l）测量最小可见锐度（minimum visible acuity指可被视觉辨别的最小物体），此种方法测量的是亮度阈值而不是空间辨别能力。实际上，在均一背景下，改变细线段的宽度可用以测量最小可见锐度。在最优情况下，宽仅0.5弧秒的黑线即可被人类辨别。
由于感受器细胞所需要的宽度大大超过此阈值，因此，必然有内部的放大机制存在。在此情形下，增加宽度等同于增加其对比度，因此，这种测量等同于测量被试者的局部对比敏感度。Klein和Levi认为基于上述方法，测量局部对比敏感度可能对弱视缺损及其他一些视觉障碍者有高度敏感性（Klein and Levi 1986）。
（2）测量最小可分离锐度（minimum resolvable acuity 区分相邻物体的最小间隔），在最优情形下，此阈值在1弧分量级。弱视的最小可分离锐度高于正常人。但研究发现，此种损害并不足以解释斜视性弱视的功能缺失。
（3）测量最小可辨别锐度（minimum recognizable acuity指辨别形状及方位的能力），此为临床标准测量方法，包括Snellen、Landolt、C和E字表，正常视力为0.5—l分之间。弱视患者的最小可辨别锐度高于正常人。
2 空间对比敏感度
视觉障碍患者的对比敏感度缺损非常严重，譬如弱视患者的损害有以下特点：
（1） 损害主要发生在高空间频率，而在低空间频率下则没有损害或损害非常小。观测到的损害多是由于实验设计的问题造成的（如实验中使用了过小的刺激等）；
（2）高频损失和弱视的严重程度很多时候呈正相关。
虽然绝大部分弱视都有对比敏感度缺损，但是也有对比敏感度正常的报道（Hess et al. 1978）。Howell，Mitehell和Keith研究了26名6到14岁的弱视患者的对比敏感度（Howell et al. 1983），他们发现只有5名被试患者表现出显著的对比敏感度缺损，缺损主要集中在中、高频率空间，因此，他们认为对比敏感度损失的发生可能晚于视力的下降。
对比敏感度缺损并不能用来解释视锐度降低，弱视患者经过“遮盖”治疗，视锐度与对比敏感度的提高并不相关（Koskela and Hyvarinen 1986）。但Fisher则发现弱视眼对比度辨别能力弱于非弱视眼。有关非弱视眼存在对比敏感度缺损的情况也有报道，此种损害发生于“遮盖”治疗开始之前，由此排除了剥夺性弱视及可能的暗适应效应的影响。
“遮盖”治疗后，非弱视眼的对比敏感度可恢复至正常水平。Live和Kelni应用噪音调制技术研究了空间对比敏感度限制性因素 （Levi and Klein 2003），发现弱视视觉系统内部乘法噪音升高，模板匹配下降。
国内有研究发现（Huang Tao et al. 2007，Xu Lu et al. 2006)，对比敏感度的限制性因素随测试空间频率不同而不同，在低频主要表现为内部加法噪音，高频则表现为内部加法噪音与模板匹配能力的共同作用。
3 空间定位能力
空间定位能力通常通过测量“游标锐度”来评价。没有经过训练的正常人可辨别10秒左右的位置差异，经过训练后可降至2秒（levi et al. 1997），Brdalye和Freemna发现眼间对比敏感度差异与游标锐度是共变的，因此他们认为空间定位能力损害可由对比敏感度降低来解释。
Barbeito，Bedell和Flom则发现，即使通过调节使得刺激在弱视眼可见度更强也不能消除双眼间空间定位能力的差异（Barbeito et al. 1988）。
二 视觉对象识别
视觉格式塔感知是指辨别物体部分与整体关系的能力。这一功能被破坏的患者难以进行视觉和空间推理，如无法利用简单模型建构复杂事物、不能理解物体的各部分是怎样构成整体的、无法认识相似物体之间是怎样关联的。他们往往难以通过物体的外形来猜测它的构成和功能，并且很难完成对物体简单构件的组装。
空间整合是分割可视图像和感知轮廓以及边界的一种能力，主要通过对视野范围内局部特征的综合，例如，方向、深度、色彩等（Pennefathe et al. 1999）。这种整合机制的效率可以用心理物理学的位置噪声法进行 “轮廓察觉”任务来评估(Dakin and Hess 1998)。
轮廓整合是分割加工的一部分，目前，研究认为轮廓整合就是拥有好的连贯性（Gold et al. 1999）和封闭性（Zhong and Barbara 2004, Levi 2008）。Pettet等人的报告称，例如对齐这样的几何属性在轮廓辨别中也是很重要的。
比如拥挤现象。
在对象识别领域最显著的研究成果是对由Gabor函数（Gabor变换属于傅立叶变换，Gabor函数可以在不同频率、不同方向上提取相关的特征）定义的轮廓的研究（Hansen and Gegenfurtner 2003）。
Gabor斑是一个亮度模式，它由正弦和余弦函数集合所定义，其空间尺度（或时间范围）是有所限制的。Gabor函数包括一些变量，这些变量描述了模式的朝向、波长（一个黑白循环的宽度）和包络的延伸度。
Gabor函数意义重大，因为它们能有效地描述哺乳动物视觉系统感受野的形状。
人类初级视皮层的神经元接收视网膜输入，然后加权在空间的分布形状跟Gabor函数很吻合。如果组成刺激物的轮廓的线段或片段与轮廓的脊部大致共线时，那么Gabor定义的轮廓只有在大密度的噪声背景下才是可见的。
但是，这种噪声的轮廓实验在弱视患者中是行不通的，因为在视觉发育中弱视患者有不正常的视觉经验（Li et al. 2006）。
关于是不是所有类型的弱视都缺乏轮廓整合的问题一直是讨论的热点。Hess和他的同事们的结果是轮廓整合在斜视弱视病人的眼中是不正常的，但在屈光参差弱视中其功能就比较完整。
而Lee等发现没有经过治疗的屈光参差弱视者在他们的弱视眼中也有缺陷（Lee et al. 2001）。
Kozma和Kiorpes发现短尾猿的两种弱视都存在这种缺陷，此外，在具有斜视的非弱视病人的双眼和一些具有正常视敏度和对比灵敏度的弱视短尾猿的对侧眼中都发现了轮廓整合的缺陷（Kozma and Kiorpes 2003）。
轮廓整合：找出Gabor斑组成的圆形。
三 视觉注意
在我们的视觉世界里，很多重要的事物都在我们有限的知觉资源里争相涌现。这种竞争总的来说是通过我们视觉系统的某些机制来解决。
这些机制会选择一些东西进行更多的、更精细的信息处理，这些信息处理的资源就来自没有被选择的事物（Goodale and Haffenden 1998，Goodale and Humphrey 1998，Kov et al. 1999）。
这种选择过程通常是机动可变的，“视觉注意”就是选择性信息处理的一个典型例子：当众多刺激物争相出现时，我们的注意力就会选择某些刺激物进行更深的加工处理。
当不同刺激物出现在两个眼睛里时，“双眼竞争”就会产生（图1-4），它是左眼和右眼对刺激物体经过知觉感受之后所选择诠释的结果（Wiesel and Hubel 1963）。 “刺激物选择”是注意力和双眼竞争的主要属性，Chong等猜想这两种东西是否有关系（Chong and Blake 2006）。
他们发现当被试者把注意力集中在某一刺激物时，它看这一东西的主导时间段就会长一些，当然，这只限于这两个刺激物是有相对竞争的特征。当某一刺激物占主导地位时，就等于它的对比度升高了。这就导出了注意力可以调节神经元信号在不同信息处理阶段的强度。
注意力机制的可塑性是视知觉学习固有的组成部分。由于注意力机制自身具有可塑性，这就使得弱视患者在视知觉学习过程中可能会伴有注意力地改善，反过来会使训练效率更高。
如果弱视患者合并有严重的注意力缺陷，那就会明显影响视知觉学习的效果，导致弱视治疗无效甚至患者无法坚持视知觉学习。
注意力缺陷多动障碍（attention deficit hyperactivity disorder, ADHD）是最常见的儿童行为问题。它主要表现为与患儿年龄不相称的注意力易分散、注意广度缩小、不分场合的过度活动、情绪冲动并伴有认知障碍和学习困难，目前ADHD已成为重要的公共卫生问题。
ADHD患者注意力不集中与多巴胺的改变有关：低水平的多巴胺妨碍注意力的漂移，中等水平则导致分心。
由于多巴胺的水平对最佳认知性能所需的噪声量起调制作用，Söderlund 等对噪声环境下认知性能与ADHD及多巴胺的神经计算模型的关系进行了研究，结果发现噪声对ADHD患者的认识性能起积极作用，而对正常人则使之受损 （Sikström and Söderlund 2007）。这表明ADHD患者需要较多噪声以满足最适认知性能的需要。
四 视觉信息加工中的眼球运动
1 注视稳定系统眼球运动
1）眼平稳跟随系统
2）扫视运动系统
3）视动系统
4）融合系统
2 注视眼球运动
目前，大多数学者广泛认为注视性眼球运动可分为三种运动：自发性的高频眼球微扫视（mierosaeeades）、漂移（slowshifts）和震颤（drift）。
（1）微扫视：
微扫视是一种不自主的、不受主观意识控制的、肉眼无法分辨的眼动。与漂移和震颤相比，微扫视眼动的速度要比漂移快得多，同时，它的运动要比震颤有规律得多。
目前普遍认为微扫视眼动是一种双眼的运动。并且它们在双眼间有着高度的同一性，在峰值速度与运动幅度间的明确的相关性表明双眼有着共同的起源[19]。
此外，微扫视跟动在水平与垂直方向上有着明确的偏向性。通常其水平成分的幅度大于垂直成分的幅度，趋于水平方向上的微扫视发生概率也大于垂直方向上的发生概率，而斜向上的运动则更加罕见。
（2）漂移：
在三种注性眼球运动中，漂移的速度最慢并且运动具有无规律性的特征。漂移可以描述成一种随意的游走。尽管研究人员对其进行了大量的测量，但诸如漂移中的垂直及水平运动间是否存在关联的问题仍有争议。目前人们多半认同双眼间的漂移运动并无相关性，但有证据证明双眼运动存在同步性，包括运动方向，速度及加速度的改变，这表明双眼的漂移运动受同一来源的神经支配。
（3）震颤：
震颤是一种不规则的，像波浪样的叠加在漂移运动中的一种运动。震颤有着很小的幅度及很高的频率。由于实验室间记录方法的不同，以及个体的差异，不同的报道相差非常大。与漂移一样，震颤在双眼间未发现有相关性，但已证实震颤在双眼间存在着同步性，并且眼球的震颤的频率与漂移运动存在着相关性。
在对注视性眼动的研究中，对于微扫视的研究要远多于漂移和震颤，这是因为：在这三种运动中，微扫视有着独特的运动特征，因此可以将其与漂移和震颤明确地区别开来。
此外,微扫视的三个参数（幅度、振动频率及方向性）相对稳定，且较有特异性，这些参数提供给了我们丰富的信息。
有研究者指出，每一次微扫视都会产生一个独特的信号。微扫视产生的视网膜活动的出现作为一种模板作为短期记忆循环使用，这些模板可能最后产生对应的感知。
另外研究发现微扫视可以引起脑电图EEG棘波明显的变化，因此，微扫视是否与大脑皮质的思维活动有关值得深入研究。
三种注视眼球运动：（1）微扫视，（2）漂移（3）震颤。
六 视觉噪声
视觉噪声理论认为对一个目标的视觉感知受到以下两个因素限制：即神经信号的强度和视觉神经系统里的噪声。
我们的视觉系统本身是有内部噪声的。内部噪音是明确地或者含蓄地与所有现存的空间视觉模型结合成一体的，而且它已经通过在白噪音背景下测量表现而被广泛量化和模拟（例如，跨越空间、时间或者两者的亮度的随机波动）。
原因很多，如果要在黑暗中察觉一个微弱亮点，在光色素视网膜紫质的自然反应中、在亮点的概率论性质中、在扮演亮光的视网膜/视觉通道的神经事件中可能就有噪声的起源。
在每天的模式视觉中，对比度扮演着重要的角色，视觉系统会因不同的对比度发出信号(如在平均亮度中的某个地方突然有亮度的改变)而不是对不同的密度发出信号，Pelli把“等效输人噪声”描述为对比度函数。
对比度噪声有意无意地结合了现在大家所使用的空间视觉模型，“等效输人噪声”被广泛量化，所用方法是在白噪声背景下测量对比度阈值。
对比敏感度通常是用“在空白背景下测量其其阈值”来研究。
同样用在视觉噪声背景下测量阈值的方法，我们可以把人的视觉敏感度分为2个有用的成分：等效输人噪声Neq和效率η+。效率是指评测人在绝对数值范围内的处理能力(辨别模糊字母的能力)。等效输人噪声是代表加到视标中的、能说明人在空白背景中阈值的视觉噪声。
当视觉系统内部噪声的级别低于外部噪声时，它对于阈限的作用不大。当噪声级别超过了外部噪声时，阈限对比度就会越来越高，显示出效率块损。
在噪声状态下测量人类视觉表现能对完成视觉任务所使用的神经机制和计算提供重要洞悉。
1 等效噪声（视力表）
由视觉噪声理论衍生出的噪声双视力表（图）的目的是评估看小字母时低于正常效率的眼功能异常眼。
右边的噪声视力表有一个固定的字母——噪声的比率EIN=R(信噪比)，它只是比正常阈值高一点。对于正常效率的人，他们能刚刚看到它。但对于效率低的人就看不到这些字母了。
总的来说，被检查者的效率和等效输人噪声都是依赖于字母的大小。
表里的噪声是上高下低。以光学角度来看，对于更小字母，被检查者的等效噪声会增加。被检查者会自动把等效噪声加到左边无噪声视力表表里的字母上。
就像右边有噪声的字母那样当被检查者看到左边无噪声视力表字母的第七行时(第八行看不到了)。他本身的内部噪声水平就在第八行，在第八行以下，不管左边无噪声字母或右边有噪声字母，他固有的内部噪声都在起作用，并且淹没了右边的外部噪声，使他的效率降低，从而看不清左右两边所有那些细小的字母。
对于正常人，这种高斯白噪声的算法是让他刚好也看到第八行，但如果他视觉功能有向题(主要是辨别对比敏感度的过滤功能有问题)，他看两边的行数就有所差别，相差的行数表示他计算效率的缺损程度。
如果他能看到第六行，那么他去除外部嗓声的能力(计算效率)都不错，如果他只看到第四行，他的效率就很差了，差额越大，效率越低。
此检查就是看被检查者的效率低到什么程度，从而用外部噪声训练来使他的“知觉模板”重调，即排除外部噪声和干扰物，有效利用刺激物信息，优化知觉模板。
刘伟民等研究证实弱视患者的视觉系统的视觉噪声水平明显高于屈光不正患者，进一步的研究发现屈光参差性弱视、斜视性弱视和屈光不正性弱视三类弱视患者视觉系统均存在着内部噪声，噪声条件下的视力明显低于无噪声条件下的视力；
并且发现三类弱视患者之间的视觉噪声存在差异性，屈光参差性弱视患者的视觉噪声最低，屈光不正性弱视患者的视觉噪声最高。
噪声双视力表
2 位置噪声
很多视觉缺损患者看东西是扭曲的而非只是模糊，如一条直线段是由很多小点构成，当对这些小点的位置感知有偏差时，线段看上去就是扭曲的。这种位置辨别的不足被归咎于内在空间不正常程度的增加，这会使皮层采样效率不足，导致接收域里的位置在拓扑图上显示不正常，同时也不能校准（Lu et al. 2005）。弱视具有一种位置不确定性的额外缺损，并且常常伴随着空间感知的缺损（mislocalize targets）和空间扭曲。
七 双眼视觉的加工
由于双眼视觉是在进化过程中所获得的一种非常精细、复杂的高级生理功能，于是其要求的必备条件也比较复杂和严格。
简要说有如下条件：双眼视觉知觉正常或近似，双眼所接受的物像，在形状、大小、明暗和颜色等方面必须一致或近似。
两眼视网膜所接受的物像大小相差5%以上，即不能产生融合；单眼黄斑部应能恒定地注视同一目标，黄斑中心凹始终投向注视目标；双眼必须能够同时知觉外界同一物体的形象；双眼黄斑中心凹应当具有共同视觉方向，即两眼视网膜的对应关系应当正常；必须具备融合能力，包括运动性融合和知觉性融合两部分。
运动性融合是当物像落在两眼视网膜的非对应点时，将眼球位置转正的校正机能;知觉性融合是将两眼视网膜对应点的物像感知为单一物像的能力；两眼视野必须能大范围的重叠，视神经纤维必须部分交叉（半交叉）。完全不交叉或全部交叉到对侧者均不能双眼单视。同时大脑的中枢必须发育正常。
八、感官运动统合（略）
九 视觉残留理论
视网膜或大脑受损后的视觉缺失是不可逆的，但神经损伤通常是不完全的，某些神经结构仍然得以幸存，包括： 部分受损组织在视野边界支撑着“残留视觉（ARVs）区域；盲区内有残留视觉“岛” ；损伤没有影响另外的视觉通道（盲视）；下游的更高水平神经网络。视觉信息加工神经元可被青光眼、黄斑病变等疾病完全损害，但也有些只是部分受损。
但是，对这些神经元的激发通常不足以可靠地调整视觉。残留神经组织的三个障碍导致患者不使用它们的潜能：①神经元较少，从而减少累加和时间处理；患者把注意力集中在完好视野：②残留结构缺乏足够的注意力资源，从而减小了它们的活化状态；③激活/抑制的不平衡（二个半球之间、长范围和局部整合）
视觉信息加工神经元可被上面提到的疾病完全损害（下图的深蓝部分），但也有些只是部分受损（浅蓝色部分）。但是，对这些神经元的激发通常不足以可靠地调整视觉。
目前视觉残留理论用来康复比如青光眼的视野缺损的康复。
视觉信息加工神经元可被上面提到的疾病完全损害（下图的深蓝部分），但也有些只是部分受损（浅蓝色部分）。但是，对这些神经元的激发通常不足以可靠地调整视觉。
模型一，完成某些训练后，受损区域边界上的完好神经元学会处理部分受损区域内的信息，这样就可延伸它们的活动区域。
模型二，部分受损区域里的神经元有可能产生活动，这些活动能共同努力来处理视觉信息 。
模型三，部分受损区域里的神经元也可被靶刺激来重新激活。
第三节 基础视觉感知觉理论的检查方法
根据以上最新的视觉理论衍生出的视觉认知功能生物模型与检查方法层出不穷，由此研究设计出了一系列相关计算机软件平台。（略）
讨论：
问：相关研究距离青光眼临床视功能康复有多远？
答：德国已有不少的视野缺损训练恢复的实验，可以恢复，视觉残留理论就是他提出的，利用孤岛残存的细胞。
问：在空间对比敏感度分析那段，提到“遮盖”治疗后，非弱视眼的对比敏感度可恢复至正常水平。请教刘教授啊，这是为什么呢？
答：其实单眼弱视健眼也表现不正常的视觉信息加工。
问：刘教授，那么遮盖非弱视眼，该眼的视觉信息加工过程会自动改善？原理是什么呢？
答：这方面的工作我们也做了，屈光参差方面。
问：侧向交互共激发。单个神经元细胞的对比度反应可被相邻的神经元细胞的活动调节，在猫和猴的视皮层中的神经元活性的单细胞记录也显示了这一点。最近的侵入性操作的研究结果证明了对比度与神经反应是有线性关系的，但当刺激物侧面的图像被包围时，相同的目标就有一个非线性反应（Polat et al. 2004）。对Gabor斑参数的特殊控制可以明显地提升低水平的成人对比敏感度。这些刺激控制技术，共线同向侧翼Gabor斑和目标Gabor斑的同时显示，称为“侧向遮蔽”。用此技术来进行心理物理学任务，证明被试者在一个非常精确和特殊的刺激控制下进行对比度调节时，其对比敏感度有一个很大的提高。
对比度在与视觉处理有关的皮层细胞激活中是一重要的参数（Patrick and Philip 2008）。重复出现的刺激锁导致神经反应是高度变异的（噪声）。噪声可能对个体皮层细胞的视觉信号的察觉和辨别有非常大的限制。神经的交互作用决定了每个空间频率的对比敏感度，神经活动的结合建立了对比敏感度函数。神经反应的知觉学习作用主要是由神经活动的信号和噪声的比率决定的。大脑把很多神经反应集合在一起，然后再把单个细胞的噪声活动平均化，以此提高信噪比，使视觉表现得以实质提高。许多研究显示，在实验的控制下，选择合适的刺激条件可以引出个体皮层神经细胞的噪声。这些研究也显示低水平的对比敏感度可以通过控制刺激参数增加来进行调节（Roger et al. 2005，Gilles et al. 2008）。在神经水平，没有反应噪声的同步下降，敏感度是不会有所提高的。因此，对侧向交互条件的精确控制可以促进神经效率的提高，这种神经修正可能是启动大脑可塑性的基础。
问：刘教授，双眼运动整合功能受损，看到了评估的方法，请问是否可以通过训练改善呢？
答：可以的，可以通过训练，包括准分子激光之后的部分患者。
问：再请教刘教授啊，刚才提到很多弱视的患者对比敏感度在高空间频率的损失更明显，知觉训练后这部分提升也明显，但是对于先天性白内障的患儿术后也是如此吗？我们曾经粗浅的做过一些测量，但是缺乏指导，请教啦
答：先天性白内障的小孩患眼轮廓整合与噪声视力表查结果都不好，与屈光参差相比，他的健眼表现轮廓和躁声均好，双眼先天性白内障通过知觉学习可以提高视力，而且视觉的关键期可以延长
问：刘教授，看来对于每一种视觉障碍的评估指标的选择有一定的倾向？是这样吗？
答： 是，也可以选择几种指标。
问：请问刘教授，您做成人弱视使用的方法是什么呢？我们是用了自适应光学的原理在治疗。
答：这也是一种方法。